JP2013519770A - 複金属シアン化物触媒による金属塩の存在下でのポリエーテルカーボネートポリオールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(α)H官能性スターター物質または少なくとも2つのH官能性スターター物質の混合物を反応容器に入れ、水および/または他の易揮発性化合物を、必要に応じて高温および/または減圧により除去し(「乾燥」)、DMC触媒および/または金属塩を、H官能性スターター物質へ、または少なくとも2つのH官能性スターター物質へ、乾燥前または乾燥後に添加し、
(β)活性化のために、1以上のアルキレンオキシドの部分量(活性化に用いるアルキレンオキシドの量の全量を基準)を、工程(α)から得られる混合物へ添加し、該アルキレンオキシドの部分量の添加は、必要に応じて、CO2の存在下で行ってよく、次いで待ち時間は、引き続きの発熱化学反応により生じる温度ピーク(「ホットスポット」)および/または反応器中の圧力低下が起こるまで認められ、および活性化のための工程(β)は、数回行ってもよく、
(γ)1以上のアルキレンオキシドおよび二酸化炭素を、工程(β)から得られる混合物へ添加し(「共重合」)、共重合に用いるアルキレンオキシドは、活性化に用いるアルキレンオキシドと同じまたは異なっていてよく
金属塩として、アルカリ土類ハライド、アルカリ土類カルボキシレートおよびアルミニウムカルボキシレートからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を用いることを特徴とする、1以上のH官能性スターター物質、1以上のアルキレンオキシドおよび二酸化炭素からのDMC触媒の存在下でのおよび少なくとも1つの金属塩の存在下でのポリエーテルカーボネートポリオールの製造方法により得られることを見出した。
R1−COO− (II)
〔式中、R1は、H、C1−〜C30−アルキル(例えばCH3、CH3−CH2、CH3−CH2−CH2、CH3−(CH2)3、CH3−(CH2)4、CH3−(CH2)5、CH3−(CH2)6、CH3−(CH2)7、CH3−(CH2)8、CH3−(CH2)14、CH3−(CH2)16およびその分枝異性体)、C7−〜C30−アルカリル(alkaryl)(例えばベンジル等)またはC6−〜C30−アリール(例えばフェニルまたはナフチル等)を表す〕
で示されるカルボキシレート基を1個のみ有する。
−OOC−R2−COO− (III)
〔式中、式中、R2は、単結合(オキサレートの場合)、C1−〜C30−アルキレン(例えばCH2、CH2−CH2、(CH2)3、(CH2)4、(CH2)5、(CH2)6、(CH2)7、−CH=CH−(マレエートまたはフマレートの場合)、C7−〜C30−アルカリル(例えばベンジル等)またはC6−〜C30−アリール(例えばフェニルまたはナフチル等)を表す〕
で示される2個のカルボキシレート基を有していてもよい。
アルキレンオキシド(エポキシド)および二酸化炭素のH官能性スターター物質(スターター)への本発明のよるDMC触媒および1以上の金属塩の存在下での添加によるポリエーテルカーボネートポリオールの調製のために、H官能性スターター物質または少なくとも2つのH官能性スターター物質の混合物を、反応容器に入れる。必要に応じて工程(α)において、
(α1)H官能性スターター物質または少なくとも2つのH官能性スターター物質の混合物を反応容器に入れ、および
(α2)該混合物のスターター物質の温度を、50〜200℃、好ましくは80〜160℃、特に好ましくは100〜140℃とし、および/または反応器中の圧力を、500ミリバール未満、好ましくは5ミリバール〜100ミリバールへ低下させる。窒素の蒸気を反応器へ通過させてもよい。
活性化(β)は、好ましくは、
(β1)第1活性化工程において、1以上のアルキレンオキシドの第1部分量(活性化および共重合に用いるアルキレンオキシドの量の全量を基準)を、工程(α)から得られる混合物へ添加し、このアルキレンオキシドの部分量の添加は、必要に応じてCO2の存在下で行ってよく、好ましくはCO2の不存在下で行い、次いで待ち時間は、引き続きの発熱化学反応により生じる温度ピーク(「ホットスポット」)および/または反応器中の圧力低下が起こるまで認められ、
(β2)(β1)第2活性化工程において、先行する活性化工程において達した温度ピーク後に、1以上のアルキレンオキシドの第2部分量(活性化および共重合に用いるアルキレンオキシドの量の全量を基準)を、先行する活性化工程から得られる混合物へ添加し、このアルキレンオキシドの部分量の添加は、必要に応じて、CO2の存在下で行ってよく、好ましくはCO2の不存在下で行い、次いで待ち時間は、引き続きの発熱化学反応により生じる温度ピーク(「ホットスポット」)および/または反応器中の圧力低下が起こるまで認められ、
(β3)必要に応じて第3活性化工程または更なる活性化工程において、先行する活性化工程において達した温度ピーク後に、工程(β2)を0〜5回、好ましくは1〜4回、特に好ましくは正確に1回繰り返し、このアルキレンオキシドの部分量の添加またはこれらのアルキレンオキシドの部分量の添加を、CO2の不存在下で行い、次いで待ち時間は、引き続きの発熱化学反応により生じる温度ピーク(「ホットスポット」)および/または反応器中の圧力低下が起こるまで認められ、
(β4)必要に応じて更なる活性化工程において、先行する活性化工程において達した温度ピーク後に、工程(β3)を1〜5回、好ましくは1〜4回、特に好ましくは正確に1回繰り返し、このアルキレンオキシドの部分量の添加またはこれらのアルキレンオキシドの部分量の添加を、CO2の存在下で行い、次いで待ち時間は、引き続きの発熱化学反応により生じる温度ピーク(「ホットスポット」)および/または反応器中の圧力低下が起こるまで認められる、
ように行う。
1以上のアルキレンオキシドおよび二酸化炭素の計量添加を、同時にまたは連続して行ってよく、二酸化炭素の全量を、1度にまたは反応時間にわたって計量しながら添加することができる。二酸化炭素の計量添加を好ましく行う。1以上のアルキレンオキシドの計量添加を、二酸化炭素の計量添加と同時にまたは連続して行う。その計量添加は、複数のアルキレンオキシドを、ポリエーテルカーボネートポリオールの合成に用いる場合、別個の計量添加(添加)によりまたは1以上の計量添加により、少なくとも2つのアルキレンオキシドを混合物として計量して行ってよい。アルキレンオキシドおよび二酸化炭素の計量添加の性質により、ランダムに、交互に、ブロック状にまたは勾配状にポリエーテルカーボネートポリオールを合成することが可能である。遊離アルキレンオキシドの濃度は、反応混合物における反応の間、好ましくは>0〜40重量、特に好ましくは>0〜25重量%、より好ましくは>0〜10重量%(いずれの場合にも反応混合物の重量を基準とする)である。
HO−(CH2)x−OH (IV)
〔式中、xは、1〜20の数、好ましくは2〜20の偶数である〕
で示されるアルコールである。式(IV)で示されるアルコールの例は、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオールおよび1,12−ドデカンジオールである。更なる好ましいH官能性スターター物質は、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリトリトール、式(IV)で示されるアルコールとε−カプロラクトンとの反応生成物、グリセロールとε−カプロラクトンとの反応生成物ならびにペンタエリトリトールとε−カプロラクトンとの反応生成物である。H官能性スターター物質として更に好ましいのは、水、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ヒマシ油、ソルビトール、および繰り返しポリアルキレンオキシド単位で構成されたポリエーテルポリオールである。
(i)第1工程において、金属塩の水溶液と金属シアン化物塩の水溶液とを、1以上の有機錯体配位子、例えばエーテルまたはアルコールの存在下で反応させる工程、
(ii)第2工程において、固体を、既知の技術(例えば遠心分離またはろ過等)により(i)から得られる懸濁液から分離し、
(iii)必要に応じて第3工程において、分離固体を、有機錯体配位子の水溶液で洗浄し(例えば懸濁し、次いで再びろ過または遠心分離により分離することにより)、
(iv)得られる固体は次いで、必要に応じて粉状化後に、通常20〜120℃の温度および0.1ミリバール〜標準圧(1013ミリバール)の圧力にて乾燥させる
により得られ、第1工程においてまたは複金属シアン化物化合物の調製直後に(第2工程)、1以上の有機錯体配位子を、好ましくは過剰(複金属シアン化物化合物に基づく)に、必要に応じて更なる錯体形成性成分を、添加する。
M(X)n (V)
〔式中、Mは、金属カチオンZn2+、Fe2+、Ni2+、Mn2+、Co2+、Sr2+、Sn2+、Pb2+およびCu2+から選択し、Mは、好ましくはZn2+、Fe2+、Co2+またはNi2+であり、
Xは、1以上の(すなわち、異なった)アニオン、好ましくは、ハライド(すなわち、塩化物、臭化物、ヨウ化物)、水酸化物、スルフェート、カーボネート、シアネート、チオシアネート、イソシアネート、イソチオシアネート、カルボキシレート、オキサレートおよびニトレートの群から選択されるアニオンであり、
nは、X=スルフェート、カーボネートまたはオキサレートの場合、1であり、および
nは、X=ハライド、水酸化物、カルボキシレート、シアネート、チオシアネート、イソシアネート、イソチオシアネートまたはニトレートの場合、2である〕
を有するか、または適当な金属塩は、一般式(VI):
Mr(X)3 (VI)
〔式中、Mは、金属カチオンFe3+、Al3+、Co3+およびCr3+から選択し、
Xは、1以上の(すなわち、異なった)アニオン、好ましくはハライド(すなわち、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物)、水酸化物、スルフェート、カーボネート、シアネート、チオシアネート、イソシアネート、イソチオシアネート、カルボキシレート、オキサレートおよびニトレートの群から選択されるアニオンであり、
rは、X=スルフェート、カーボネートまたはオキサレートの場合、2であり、および
rは、X=ハライド、水酸化物、カルボキシレート、シアネート、チオシアネート、イソシアネート、イソチオシアネートまたはニトレートの場合、1である〕
を有するか、または適当な金属塩は、一般式(VII):
M(X)s (VII)
〔式中、Mは、金属カチオンMo4+、V4+およびW4+から選択し、
Xは、1以上の(すなわち、異なった)アニオン、好ましくはハライド(すなわち、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物)、水酸化物、スルフェート、カーボネート、シアネート、チオシアネート、イソシアネート、イソチオシアネート、カルボキシレート、オキサレートおよびニトレートの群から選択されるアニオンであり、
sは、X=スルフェート、カーボネートまたはオキサレートの場合、2であり、および
sは、X=ハライド、水酸化物、カルボキシレート、シアネート、チオシアネート、イソシアネート、イソチオシアネートまたはニトレートの場合、4である〕
を有するか、または適当な金属塩は、一般式(VIII):
M(X)t (VIII)
〔式中、Mは、金属カチオンMo6+およびW6+から選択し、
Xは、1以上の(すなわち、異なった)アニオン、好ましくはハライド(すなわち、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物)、水酸化物、スルフェート、カーボネート、シアネート、チオシアネート、イソシアネート、イソチオシアネート、カルボキシレート、オキサレートおよびニトレートの群から選択されるアニオンであり、
tは、X=スルフェート、カーボネートまたはオキサレートの場合、3であり、および
tは、X=ハライド、水酸化物、カルボキシレート、シアネート、チオシアネート、イソシアネート、イソチオシアネートまたはニトレートの場合、6である〕
を有する。
(Y)aM’(CN)b(A)c (IX)
〔M’は、Fe(II)、Fe(III)、Co(II)、Co(III)、Cr(II)、Cr(III)、Mn(II)、Mn(III)、Ir(III)、Ni(II)、Rh(III)、Ru(II)、V(IV)およびV(V)からなる群からの1以上の金属カチオンから選択され、M’は、好ましくは、Co(II)、Co(III)、Fe(II)、Fe(III)、Cr(III)、Ir(III)およびNi(II)からなる群からの1以上の金属カチオンであり、
Yは、アルカリ金属からなる群からの1以上の金属カチオン(すなわち、Li+、Na+、K+、Rb+)およびアルカリ土類金属(すなわち、Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+)から選択され、
Aは、ハライド(すなわち、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物)、水酸化物、スルフェート、カーボネート、シアネート、チオシアネート、イソシアネート、イソチオシアネート、カルボキシレート、アジド、オキサレートまたはニトレートの群からの1以上のアニオンであり、および
a、bおよびcは整数であり、a、bおよびcの値は、金属シアン化物塩の電気的中性を与えるように選択され、aは、好ましくは1、2、3または4であり、bは、好ましく4、5または6であり、cは、好ましくは値0を有する〕
を有する。
Mx[M’x,(CN)y]z (X)
〔式中、Mは、式(III)〜(VI)において定義され、および
M’は、式(VIII)において定義され、および
x、x’、yおよびzは、整数であり、複金属シアン化物化合物の電気的中性を与えるように選択され、
好ましくは、
x=3、x’=1、y=6およびz=2、
M=Zn(II)、Fe(II)、Co(II)またはNi(II)、および
M’=Co(III)、Fe(III)、Cr(III)またはIr(III)
で示される化合物である。
F(4.5)=環式カーボネートについての4.5ppmでの共鳴面積(H原子に対応)
F(5.1〜4.8)=ポリエーテルカーボネートポリオールのための5.1〜4.8ppmにおける共鳴面積および環式カーボネートについてのH原子
F(2.4)=遊離未反応POについての2.4ppmでの共鳴面積
F(1.2〜1.0)=ポリエーテルポリオールについての1.2〜1.0ppmでの共鳴面積
F(1.6〜1.52)=1,8−オクタンジオール(スターター)についての1.6〜1.52ppmにおける共鳴面積
1,8−オクタンジオール Sigma Aldric
141mgの乾燥DMC触媒(WO−A01・80994の実施例6に従って調製)および51gの乾燥1,8−オクタンジオール(スターター)を、1リットル加圧反応器中に、ガス計量装置を用いて入れた。反応器を、130℃へ加熱し、約5バールへの窒素の繰り返し適用および引き続きの約1バールへの圧力減少により不活性にした。この手順を、少なくとも3回行った[乾燥]。25gのプロピレンオキシド(PO)を、130℃においてCO2の不存在下で反応器中へ計量投入した。反応の開始は、温度ピーク(「ホットスポット」)および出発圧力(約1バール)を特徴とした[活性化1]。第1圧力降下後、20gのPO[活性化2]、次いで19gのPO[活性化3]を、素早く計量投入した後、これにより温度ピークおよび圧力降下がいずれの場合にも起こった。50バールCO2を反応器へ適用した後、50gのPOを素早く計量投入し[活性化4]、温度ピークは、33分の待ち時間後に起こる。同時に、二酸化炭素CO2圧力は降下し始めた。圧力は、降下した場合に、新たなCO2を添加するように制御した。次いで残存プロピレンオキシド(435g)のみを、温度を105℃へ5分当たり5℃の段階で低下させながら、約1.8g/分にて反応器中へ連続的にポンプにより送った。PO添加を完了した場合、撹拌(1500rpm)を、更なる60分間105℃および上記圧力にて行った。
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2:19.9重量%、環式カーボネートとポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性=0.21、ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、67.2mg/g、多分散度1.45であった。
141mgの乾燥DMC触媒(EP−A700949に従って調製)、表1に示した種類の金属塩および51gの乾燥1,8−オクタンジオール(スターター)を、1リットル加圧反応器中に、ガス計量装置を用いて入れた。反応器を、130℃へ加熱し、約5バールへの窒素の適用および引き続きの約1バールへの圧力減少の繰り返しにより不活性にした。この手順を、少なくとも3回行った[乾燥]。反応混合物を、必要に応じてN2ストリッピングにより不活性としてもよい。25gのプロピレンオキシド(PO)を、130℃においてCO2の不存在下で、すなわち、ゼロバールCO2にて反応器中へ計量投入した。反応の開始は、温度ピーク(「ホットスポット」)および出発圧力(約1バール)を特徴とした[活性化1]。第1圧力降下後、20gのPO[活性化2]、次いで19gのPO[活性化3]を、素早く計量投入した後、これにより温度ピークおよび圧力降下がいずれの場合にも再び起こった。50バールCO2を反応器へ適用した後、50gのPOを素早く計量投入し[活性化4]、温度ピークは、33分の待ち時間後に起こる。同時に、二酸化炭素CO2圧力は降下し始めた。圧力は、降下した場合に、新たなCO2を添加するように制御した。次いで残存プロピレンオキシド(435g)のみを、温度を105℃へ5分当たり5℃の段階で低下させながら、約1.8g/分にて反応器中へ連続的にポンプにより送った。PO添加を完了した場合、撹拌(1500rpm)を、更なる60分間105℃および上記圧力にて行った。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩として塩化カルシウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、27分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、21.3重量%であり、
環式カーボネートとポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.14であり、
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、65.5mg/gであり、
多分散度は、1.48であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩として塩化カルシウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、49分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、23.1重量%であり、
環式カーボネートとポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.14であり、
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、63.3mg/gであり、
多分散度は、1.72であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩として塩化マグネシウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、24分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、21.6重量%であり、
環式カーボネートとポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.14であり、
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、65.5mg/gであり、
多分散度は、1.48であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩として塩化マグネシウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、58分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、23.3重量%であり、
環式カーボネートとポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.14であり、
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、67.4mg/gであり、
多分散度は、1.72上1.45であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩としてジステアリン酸マグネシウム(ステアリン酸マグネシウム)を、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、33分〜18分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、21.4重量%であり、
環式カーボネート(望ましくない二次生成物)とポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.14であり、
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、64.5mg/gであり、
多分散度は、1.61であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩としてトリステアリン酸アルミニウム(ステアリン酸アルミニウム)を、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、19分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、23.1重量%であり、
環式カーボネート(望ましくない二次生成物)とポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.15であり、
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、63.3mg/gであり、
多分散度は、1.86であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩として酢酸マグネシウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、33分〜16分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、20.7重量%であり、
環式カーボネート(望ましくない二次生成物)とポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.14であり、
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、62.2mg/gであり、
多分散度は、1.43であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩としてステアリン酸カルシウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、33分〜15分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、20.3重量%であり、
環式カーボネート(望ましくない二次生成物)とポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.12であり、
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、62.9mg/gであり、
多分散度は、1.31であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩としてステアリン酸カルシウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、33分〜15分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、20.2重量%であり、
環式カーボネート(望ましくない二次生成物)とポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.10であり、
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、64.3mg/gであり、
多分散度は、1.47であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩としてジステアリン酸亜鉛を、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、55分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、19.0重量%であり、
環式カーボネート(望ましくない二次生成物)とポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.23であり、
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、66.4mg/gであり、
多分散度は、1.47であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩として酸化亜鉛を、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、34分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、20.0重量%であり、
環式カーボネート(望ましくない二次生成物)とポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.19であり、
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、67.9mg/gであり、
多分散度は、1.52であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩として塩化亜鉛を、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、59分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、18.6重量%であり、
環式カーボネート(望ましくない二次生成物)とポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.26であり、
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、71.0mg/gであり、
多分散度は、1.40であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩として三塩化アルミニウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、165分内に観測されなかった。試験を終了した。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩として過塩素酸マグネシウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、80分であった。50バールCO2下でPOの連続計量添加中に、65%遊離POの顕著に増加した値を決定した。従って試験を終了した。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩として硫酸マグネシウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、22分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、19.5重量%であり、
環式カーボネート(望ましくない二次生成物)とポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、同じであった(0.21)。
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、68.5mg/gであり、
多分散度は、1.36であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩として硫酸ナトリウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、27分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、19.7重量%であり、
環式カーボネート(望ましくない二次生成物)とポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.18であった。
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、68.4mg/gであり、
多分散度は、1.38であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩としてステアリン酸を、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、29分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、20.4重量%であり、
環式カーボネート(望ましくない二次生成物)とポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.20であった。
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、65.5mg/gであり、
多分散度は、1.42であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩としてナトリウムフェノラートを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2不含条件下でのホットスポット[活性化1]は、70分以内に観測されなかった。 同様にPOの更なる量の添加[活性化2]も、触媒の活性化をもたらさなかった。試験を停止した。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩としてテトラフェニルホスホニウムフェノラートを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]への時間は、29分であった。
このようにして製造したポリエーテルカーボネートポリオールは、以下の特性により区別される:
CO2下で形成したポリマーの一部を基準とする組み込みCO2[重量%]は、20.0重量%であり、
環式カーボネート(望ましくない二次生成物)とポリエーテルカーボネートポリオールとの比として示される選択性は、0.20であった。
ポリエーテルカーボネートポリオールのOH価は、65.5mg/gであり、
多分散度は、1.28であった。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩として塩化リチウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でのホットスポット[活性化4]は、140分以内に観測されなかった。試験を終了した。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩としてステアリン酸ナトリウムを、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でホットスポット[活性化4]は、120分内に観測されなかった。試験を終了した。
手順は、上記一般製造手順に従って行い、反応容器に金属塩としてステアリン酸錫を、触媒および固体として1,8−オクタンジオール(スターター)と共に入れた。
CO2下でホットスポット[活性化4]は、120分内に観測されなかった。試験を終了した。
Claims (15)
- 1以上のH官能性スターター物質、1以上のアルキレンオキシドおよび二酸化炭素からの、複金属シアン化物触媒の存在下でのおよび少なくとも1つの金属塩の存在下での、ポリエーテルカーボネートポリオールの製造方法であって、
(α)複金属シアン化物触媒、金属塩およびH官能性スターター物質、または少なくとも2つのH官能性スターター物質の混合物を反応容器に入れ、
(β)活性化のために、
(β1)第1活性化工程において、1以上のアルキレンオキシドの第1部分量(活性化および共重合に用いるアルキレンオキシドの量の全量を基準)を、工程(α)から得られる混合物へ添加し、該アルキレンオキシドの部分量の添加を、必要に応じてCO2の存在下で行ってよく、
(β2)第2活性化工程において、先行する活性化工程において達した温度ピーク後に、1以上のアルキレンオキシドの第2部分量(活性化および共重合に用いるアルキレンオキシドの量の全量を基準)を、先行する活性化工程から得られる混合物へ添加し、該アルキレンオキシドの部分量の添加を、必要に応じてCO2の存在下で行ってよく、および
(γ)1以上のアルキレンオキシドおよび二酸化炭素を、工程(β)から得られる混合物へ添加し(「共重合」)、
金属塩として、アルカリ土類ハライド、アルカリ土類カルボキシレートおよびアルミニウムカルボキシレートからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を用いることを特徴とする、方法。 - 共重合を、50〜110バールの全圧(絶対)下で行う、請求項1に記載の方法。
- 活性化のために、
(β3)第3活性化工程または更なる活性化工程において、先行する活性化工程において達した温度ピーク後に、工程(β2)を1〜5回繰り返し、前記アルキレンオキシドの部分量の添加またはこれらの部分量の添加をCO2の不存在下で行う、
請求項1に記載の方法。 - (β4)更なる活性化工程または更なる活性化工程において、先行する活性化工程において達した温度ピーク後に、工程(β3)を1〜5回繰り返し、前記アルキレンオキシドの部分量の添加またはこれらの部分量の添加をCO2の存在下で行う、
請求項3に記載の方法。 - (α)複金属シアン化物触媒、少なくとも1つの金属塩およびH官能性スターター物質、または少なくとも2つのH官能性スターター物質の混合物を反応容器に入れ、
(β)活性化のため、
(β1)第1活性化工程において、1以上のアルキレンオキシドの第1部分量(活性化および共重合に用いるアルキレンオキシドの量の全量を基準)を、工程(α)から得られる混合物へ添加し、アルキレンオキシドの部分量の添加をCO2の不存在下で行い、
(β2)第2活性化工程において、先行する活性化工程において達した温度ピーク後に、1以上のアルキレンオキシドの第2部分量(活性化および共重合に用いるアルキレンオキシドの量の全量を基準)を、先行する活性化工程から得られる混合物へ添加し、アルキレンオキシドの部分量の添加をCO2の不存在下で行い、
(β3)第3活性化工程において、先行する活性化工程において達した温度ピーク後に、工程(β2)を正確に1回繰り返し、アルキレンオキシドの前記部分量の添加またはこれらの部分量の添加をCO2の不存在下で行い、
(β4)更なる活性化工程においてまたは複数の更なる活性化工程において、先行する活性化工程において達した温度ピーク後に、工程(β3)を正確に1回繰り返し、アルキレンオキシドの前記部分量の添加またはこれらの部分量の添加をCO2の存在下で行い、
(γ)1以上のアルキレンオキシドおよび二酸化炭素を、工程(β)から得られる混合物へ添加する(「共重合」)、
請求項4に記載の方法。 - (α)H官能性スターター物質または少なくとも2つのH官能性スターター物質の混合物を反応容器に入れ、水および/または他の易揮発性化合物を、高温および/または減圧により除去し(「乾燥」)、複金属シアン化物触媒および/または少なくとも1つの金属塩を、H官能性スターター物質へ、または少なくとも2つのH官能性スターター物質の混合物へ、乾燥前または乾燥後に添加する、
請求項1〜5のいずれかに記載の方法。 - 工程β1〜β4に用いる1以上のアルキレンオキシドの部分量は、いずれの場合にも2.0〜15.0重量%(活性化および共重合に用いるアルキレンオキシドの量の全量を基準)である、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- 用いる金属塩の量は、0.02〜10.0[ミリモル金属塩]/[ミリモルCo]である、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 金属塩として、0.8〜4.0[ミリモル金属塩]/[ミリモルCo]の量でのマグネシウムハライド、アルカリ土類カルボキシレートおよび/またはアルミニウムカルボキシレートを用いる、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- カルシウムカルボキシレートを、金属塩として用いる、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 用いるH官能性スターター物質は、水、アルコール、アミン、チオール、アミノアルコール、チオアルコール、ヒドロキシエステル、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエステルエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルカーボネートポリオール、ポリエチレンイミン、ポリエーテルアミン、ポリテトラヒドロフラン、ポリエーテルチオール、ポリアクリレートポリオール、ヒマシ油、リシノール酸のモノグリセリドまたはジグリセリド、脂肪酸のモノグリセリド、脂肪酸の化学変性モノグリセリド、ジグリセリドおよび/またはトリグリセリド、および1分子当たり平均少なくとも2個のOH基を含有するC1〜C24−アルキル脂肪酸エステルから選択される、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- 用いる複金属シアン化物触媒は、亜鉛ヘキサシアノコバルテート(III)、亜鉛ヘキサシアノイリデート(III)、亜鉛ヘキサシアノ鉄酸塩(III)およびコバルト(II)ヘキサシアノコバルテート(III)からなる群から選択される少なくとも1つの複金属シアン化物化合物を含有する、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- 用いる複金属シアン化物触媒は、脂肪族エーテル、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、2−メチル−3−ブテン−2−オール、2−メチル−3−ブチン−2−オール、エチレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルおよび3−メチル−オキセタン−メタノールからなる群から選択される少なくとも1つの有機錯体配位子を更に含有する、請求項12に記載の方法。
- 管状反応器、撹拌容器または環式反応器中で行う、請求項1〜13のいずれかに記載の方法。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の方法により得られるポリエーテルカーボネートポリオール。
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